本發(fā)明涉及環(huán)境污染治理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種抑塵劑的制備工藝及其使用方法。
背景技術(shù)：
揚(yáng)塵污染危害環(huán)境和人體健康，已成為世界污染難題。隨著我國工業(yè)化程度加深，揚(yáng)塵污染問題越發(fā)嚴(yán)重，塵源主要有沙漠、公路、鐵路、碼頭、礦山、煤場、采礦、采石、水泥廠、化工廠、火力發(fā)電廠及建設(shè)施工現(xiàn)場等。揚(yáng)塵污染不僅造成大量資源損失，而且污染周邊環(huán)境，影響人們正常生產(chǎn)和生活。隨著環(huán)保意識的增強(qiáng)，人們對揚(yáng)塵污染的治理日益重視，對有效防塵抑塵方法需求更為迫切。
目前我國最常用的抑塵方法是灑水抑塵法，灑水防塵的作用主要在于濕潤顆粒細(xì)小的干燥粉塵，增加粉塵含濕量，從而使其密度增大，并粘結(jié)成較大的顆粒，使之在外力作用下不能飛揚(yáng)，灑水操作簡單，但需浪費大量水資源，且大多數(shù)情況下，當(dāng)水蒸發(fā)后，微塵含量會劇增600％，而且水分抗蒸發(fā)能力差，有效抑塵時間短(夏季高溫不足半小時)，對于周圍空氣中的細(xì)菌沒有明顯的抑制作用，而且其耐寒性能差，在寒冬季節(jié)使用會出現(xiàn)凍結(jié)現(xiàn)象，噴灑在物料表層會結(jié)冰變脆甚至無法噴灑，抑塵效果減弱，另外，還有些高分子抑塵劑不可降解，會對環(huán)境造成二次污染。
因此，制備出一種抑塵以及抑菌效果佳、抗凍結(jié)，可降解，對環(huán)境不造成二次污染的抑塵劑迫在眉睫。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種抑塵劑的制備工藝及其使用方法，本發(fā)明的抑塵劑原料配比科學(xué)合理，由11種原料組成，不僅能夠顯著降低粉塵的表面張力，快速潤濕粉塵使其迅速凝聚沉降以達(dá)到抑塵目的，而且可在粉塵表面形成一層具有一定強(qiáng)度和韌性的固化膜，有效地防止粉塵對環(huán)境造成污染，另外，還能有效地解決抑塵劑冬季凍結(jié)問題，殺死粉塵周圍空氣中的有害細(xì)菌，而且采用的原料具有易降解性，抑塵效果顯著，制備簡單，適用范圍廣，不會造成二次污染，另外，本發(fā)明的抑塵劑在制備過程中簡單可控，成本低，便于推廣和應(yīng)用，生產(chǎn)過程對機(jī)器以及生產(chǎn)環(huán)境無污染，符合綠色環(huán)保的生態(tài)理念。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：
一種抑塵劑的制備工藝，所述制備工藝包括如下步驟：
(1)原料的準(zhǔn)備：按照如下重量份數(shù)稱取原料組分：羧甲基纖維素鈉10-15份、海藻酸鈉2-8份、十二碳醇酯2-8份、木質(zhì)纖維5-10份、羥甲基淀粉2-8份、甲基硅油1-3份、瓊脂1-5份、分散劑5-10份、防凍助劑3-8份、抑菌劑1-3份和去離子水80-120份；
(2)制備物料A：將稱取的海藻酸鈉、羥甲基淀粉、十二碳醇酯、羧甲基纖維素鈉和木質(zhì)纖維倒入真空乳化機(jī)的水鍋中，加入80-120重量份的去離子水，以100-120r/min的轉(zhuǎn)速在80-90℃條件下充分?jǐn)嚢?0-80min，得到物料A備用；
(5)制備物料B：將所稱取的瓊脂、分散劑和抑菌劑倒入真空乳化機(jī)的油鍋中，以100-120r/min的轉(zhuǎn)速在75-85℃條件下充分?jǐn)嚢?0-40min，得到物料B備用；
(6)制備抑塵液：將步驟(2)所得物料A與步驟(3)所得物料B混合后抽入真空乳化機(jī)的乳化鍋中，再向乳化鍋中加入防凍助劑，然后以600-800r/min的轉(zhuǎn)速在60-70℃條件下充分?jǐn)嚢?0-30min，得到抑塵液備用；
(5)制備消泡分散液：將甲基硅油分散于適量的水中，連續(xù)攪拌5-30min至混勻，再加入剩余的水，連續(xù)攪拌5-30min至混勻，再靜置5-10min后，制得消泡分散液備用；
(6)制備抑塵劑：將步驟(5)所得消泡分散液加入到抑塵液中，啟動真空裝置，以800-1200r/min的轉(zhuǎn)速在負(fù)壓0.07-0.09MPa的真空狀態(tài)下攪拌20-30min，即可得到所述抑塵劑。
進(jìn)一步地，所述分散劑由如下重量份的原料組成：木質(zhì)素磺酸鈉10-15份、乙酸乙酯5-10份、、丙酮1-5份、聚乙二醇1-5份。
進(jìn)一步地，所述分散劑是通過以下方法得到的：將10-15重量份的木質(zhì)素磺酸鈉、5-10重量份的乙酸乙酯、1-5重量份的丙酮以及1-5重量份的聚乙二醇在攪拌釜中進(jìn)行攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為80-120r/min，攪拌溫度45-55℃，攪拌25-35min得到所述分散劑。
進(jìn)一步地，所述防凍助劑為氯化鈣、氯化鈉、硅酸鈉中的一種或任意幾種的混合物。
進(jìn)一步地，所述抑菌劑為苯甲酸鈉、雙乙酸鈉和山梨酸鈉中的一種。
本發(fā)明還提供上述抑塵劑的使用方法，所述使用方法是將所述抑塵劑用水稀釋成粘度為300-500mPa·s的抑塵劑水溶液注入噴霧器中，然后按1.0-2L/m2的用量，將抑塵劑水溶液向散煤堆表層或粉塵表面均勻噴灑。
綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：
1.本發(fā)明的抑塵劑采用海藻酸鈉和羥丙基淀粉作為成膜劑和粘結(jié)劑，海藻酸鈉是一種高粘性的高分子化合物，具有羧基，是β﹣D甘露糖醛酸的醛基以苷鍵形成的高聚糖醛酸，其水溶液具有良好的成膜性、吸濕性和黏性，所形成的固化膜韌性好；羥丙基淀粉是環(huán)氧丙烷在堿性條件下與淀粉起醚化反應(yīng)而制得的一類非離子型變性淀粉，具有良好的水溶性、親水性和保水性，其糊化溫度低，流動性好，黏度和凍融穩(wěn)定性高，成膜性好，添加的瓊脂粘度高，凝固性強(qiáng)，二者與海藻酸鈉配合使用，能在粉塵表面形成連續(xù)均勻的固化膜，有效阻止粉塵中水分的蒸發(fā)；采用十二碳醇酯作為成膜助劑，十二碳醇酯的沸點高，混溶性好，環(huán)保性能優(yōu)越，可降低成膜溫度，有助于形成優(yōu)異連續(xù)的膜，成膜后，成膜助劑揮發(fā)，不影響固化膜的特性；木質(zhì)纖維具有強(qiáng)大的交聯(lián)功能并可以天然降解；添加甲基硅油作為消泡劑，添加到泡沫體系中，可以降低泡沫局部的表面張力，起到消泡作用；本發(fā)明所述抑塵劑的各原料配合使用，起到了良好的協(xié)同作用，使得所述抑塵劑具有多重的作用效果。
2、本發(fā)明的抑塵劑中還加入分散劑、抑菌劑以及防凍助劑，使得本發(fā)明的抑塵劑不僅起到抑塵的作用，還避免了抑塵劑冬季凍結(jié)、分散性不佳等問題，另外，添加的抑菌劑有效地滲透入霉菌的細(xì)胞壁而干擾酶的相互作用，抑制霉菌的產(chǎn)生，從而有效地殺死粉塵周圍空氣中的有害細(xì)菌，對人體和植物無損害，是一種環(huán)保、綠色、安全的抑塵劑。
綜上所述，本發(fā)明的抑塵劑原料配比科學(xué)合理，由11種原料組成，不僅能夠顯著降低粉塵的表面張力，快速潤濕粉塵使其迅速凝聚沉降以達(dá)到抑塵目的，而且可在粉塵表面形成一層具有一定強(qiáng)度和韌性的固化膜，有效地防止粉塵對環(huán)境造成污染，另外，還能有效地解決抑塵劑冬季凍結(jié)問題，殺死粉塵周圍空氣中的有害細(xì)菌，而且采用的原料具有易降解性，抑塵效果顯著，制備簡單，適用范圍廣，不會造成二次污染，另外，本發(fā)明的抑塵劑在制備過程中簡單可控，成本低，便于推廣和應(yīng)用，生產(chǎn)過程對機(jī)器以及生產(chǎn)環(huán)境無污染，符合綠色環(huán)保的生態(tài)理念。
【具體實施方式】
下面的實施例可以幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不可以以任何方式限制本發(fā)明。
實施例1
本實施例所提供的一種抑塵劑由以下重量份的原料組成：羧甲基纖維素鈉10份、海藻酸鈉2份、十二碳醇酯2份、木質(zhì)纖維5份、羥甲基淀粉2份、甲基硅油1份、瓊脂1份、分散劑5份、防凍助劑3份、抑菌劑1份和去離子水80份；其中，分散劑由以下重量份的原料組成：木質(zhì)素磺酸鈉10份、乙酸乙酯5份、丙酮1份、聚乙二醇1份；防凍助劑為氯化鈣；抑菌劑為苯甲酸鈉。
上述抑塵劑的制備工藝包括如下步驟：
(一)制備分散劑
將10重量份的木質(zhì)素磺酸鈉、5重量份的乙酸乙酯、1重量份的丙酮以及1重量份的聚乙二醇在攪拌釜中進(jìn)行攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為80r/min，攪拌溫度45℃，攪拌25min得到所述分散劑。
(二)制備抑塵劑
(1)原料的準(zhǔn)備：按照如下重量份數(shù)稱取原料組分：羧甲基纖維素鈉10份、海藻酸鈉2份、十二碳醇酯2份、木質(zhì)纖維5份、羥甲基淀粉2份、甲基硅油1份、瓊脂1份、分散劑5份、防凍助劑3份、抑菌劑1份和去離子水80份；
(2)制備物料A：將稱取的海藻酸鈉、羥甲基淀粉、十二碳醇酯、羧甲基纖維素鈉和木質(zhì)纖維倒入真空乳化機(jī)的水鍋中，加入80重量份的去離子水，以100r/min的轉(zhuǎn)速在80-90℃條件下充分?jǐn)嚢?0min，得到物料A備用；
(3)制備物料B：將所稱取的瓊脂、分散劑和抑菌劑倒入真空乳化機(jī)的油鍋中，以100r/min的轉(zhuǎn)速在75℃條件下充分?jǐn)嚢?0min，得到物料B備用；
(4)制備抑塵液：將步驟(2)所得物料A與步驟(3)所得物料B混合后抽入真空乳化機(jī)的乳化鍋中，再向乳化鍋中加入防凍助劑，然后以600r/min的轉(zhuǎn)速在60℃條件下充分?jǐn)嚢?0min，得到抑塵液備用；
(5)制備消泡分散液：將甲基硅油分散于適量的水中，連續(xù)攪拌5min至混勻，再加入剩余的水，連續(xù)攪拌5min至混勻，再靜置5min后，制得消泡分散液備用；
(6)制備抑塵劑：將步驟(5)所得消泡分散液加入到抑塵液中，啟動真空裝置，以800r/min的轉(zhuǎn)速在負(fù)壓0.07MPa的真空狀態(tài)下攪拌20min，即可得到所述抑塵劑。
本實施例所提供的上述一種抑塵劑的使用方法為：將所述抑塵劑用水稀釋成粘度為300mPa·s的抑塵劑水溶液注入噴霧器中，然后按1.0/m2的用量，將抑塵劑水溶液向散煤堆表層或粉塵表面均勻噴灑。
實施例2
本實施例所提供的一種抑塵劑由以下重量份的原料組成：羧甲基纖維素鈉12份、海藻酸鈉6份、十二碳醇酯6份、木質(zhì)纖維7份、羥甲基淀粉6份、甲基硅油2份、瓊脂3份、分散劑7份、防凍助劑5份、抑菌劑2份和去離子水100份；其中，分散劑由以下重量份的原料組成：木質(zhì)素磺酸鈉12份、乙酸乙酯7份、丙酮3份、聚乙二醇3份；防凍助劑為氯化鈣和硅酸鈉按照1:2質(zhì)量比混合得到的混合物；抑菌劑為雙乙酸鈉。
上述抑塵劑的制備工藝包括如下步驟：
(一)制備分散劑
將12重量份的木質(zhì)素磺酸鈉、7重量份的乙酸乙酯、3重量份的丙酮以及3重量份的聚乙二醇在攪拌釜中進(jìn)行攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為100r/min，攪拌溫度50℃，攪拌30min得到所述分散劑。
(二)制備抑塵劑
(1)原料的準(zhǔn)備：按照如下重量份數(shù)稱取原料組分：羧甲基纖維素鈉12份、海藻酸鈉6份、十二碳醇酯6份、木質(zhì)纖維7份、羥甲基淀粉6份、甲基硅油2份、瓊脂3份、分散劑7份、防凍助劑5份、抑菌劑2份和去離子水100份；
(2)制備物料A：將稱取的海藻酸鈉、羥甲基淀粉、十二碳醇酯、羧甲基纖維素鈉和木質(zhì)纖維倒入真空乳化機(jī)的水鍋中，加入100重量份的去離子水，以110r/min的轉(zhuǎn)速在85℃條件下充分?jǐn)嚢?0min，得到物料A備用；
(3)制備物料B：將所稱取的瓊脂、分散劑和抑菌劑倒入真空乳化機(jī)的油鍋中，以110r/min的轉(zhuǎn)速在80℃條件下充分?jǐn)嚢?5min，得到物料B備用；
(4)制備抑塵液：將步驟(2)所得物料A與步驟(3)所得物料B混合后抽入真空乳化機(jī)的乳化鍋中，再向乳化鍋中加入防凍助劑，然后以700r/min的轉(zhuǎn)速在65℃條件下充分?jǐn)嚢?5min，得到抑塵液備用；
(5)制備消泡分散液：將甲基硅油分散于適量的水中，連續(xù)攪拌15min至混勻，再加入剩余的水，連續(xù)攪拌15min至混勻，再靜置7min后，制得消泡分散液備用；
(6)制備抑塵劑：將步驟(5)所得消泡分散液加入到抑塵液中，啟動真空裝置，以1000r/min的轉(zhuǎn)速在負(fù)壓0.08MPa的真空狀態(tài)下攪拌25min，即可得到所述抑塵劑。
本實施例所提供的上述一種抑塵劑的使用方法為：將所述抑塵劑用水稀釋成粘度為400mPa·s的抑塵劑水溶液注入噴霧器中，然后按1.5L/m2的用量，將抑塵劑水溶液向散煤堆表層或粉塵表面均勻噴灑。
實施例3
本實施例所提供的一種抑塵劑由以下重量份的原料組成羧甲基纖維素鈉15份、海藻酸鈉8份、十二碳醇酯8份、木質(zhì)纖維10份、羥甲基淀粉8份、甲基硅油3份、瓊脂5份、分散劑10份、防凍助劑8份、抑菌劑3份和去離子水120份；其中，分散劑由以下重量份的原料組成：木質(zhì)素磺酸鈉15份、乙酸乙酯10份、丙酮5份、聚乙二醇5份；防凍助劑為硅酸鈉；抑菌劑為山梨酸鈉。
上述抑塵劑的制備工藝包括如下步驟：
(一)制備分散劑
將15重量份的木質(zhì)素磺酸鈉、10重量份的乙酸乙酯、5重量份的丙酮以及5重量份的聚乙二醇在攪拌釜中進(jìn)行攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為120r/min，攪拌溫度55℃，攪拌35min得到所述分散劑。
(二)制備抑塵劑
(1)原料的準(zhǔn)備：按照如下重量份數(shù)稱取原料組分：羧甲基纖維素鈉15份、海藻酸鈉8份、十二碳醇酯8份、木質(zhì)纖維10份、羥甲基淀粉8份、甲基硅油3份、瓊脂5份、分散劑10份、防凍助劑8份、抑菌劑3份和去離子水120份；
(2)制備物料A：將稱取的海藻酸鈉、羥甲基淀粉、十二碳醇酯、羧甲基纖維素鈉和木質(zhì)纖維倒入真空乳化機(jī)的水鍋中，加入120重量份的去離子水，以120r/min的轉(zhuǎn)速在90℃條件下充分?jǐn)嚢?0min，得到物料A備用；
(3)制備物料B：將所稱取的瓊脂、分散劑和抑菌劑倒入真空乳化機(jī)的油鍋中，以120r/min的轉(zhuǎn)速在85℃條件下充分?jǐn)嚢?0min，得到物料B備用；
(4)制備抑塵液：將步驟(2)所得物料A與步驟(3)所得物料B混合后抽入真空乳化機(jī)的乳化鍋中，再向乳化鍋中加入防凍助劑，然后以800r/min的轉(zhuǎn)速在70℃條件下充分?jǐn)嚢?0min，得到抑塵液備用；
(5)制備消泡分散液：將甲基硅油分散于適量的水中，連續(xù)攪拌30min至混勻，再加入剩余的水，連續(xù)攪拌30min至混勻，再靜置10min后，制得消泡分散液備用；
(6)制備抑塵劑：將步驟(5)所得消泡分散液加入到抑塵液中，啟動真空裝置，以1200r/min的轉(zhuǎn)速在負(fù)壓0.09MPa的真空狀態(tài)下攪拌30min，即可得到所述抑塵劑。
本實施例所提供的上述一種抑塵劑的使用方法為：將所述抑塵劑用水稀釋成粘度為500mPa·s的抑塵劑水溶液注入噴霧器中，然后按2L/m2的用量，將抑塵劑水溶液向散煤堆表層或粉塵表面均勻噴灑。
對比分析
取25kg過40目標(biāo)準(zhǔn)篩的煤粉2份作為試驗樣品，放置于室外環(huán)境中，試驗組采用本發(fā)明的抑塵劑，對照組采用灑水的方式，兩組試驗條件相同，符合試驗標(biāo)準(zhǔn)。
試驗組：實施例2所述抑塵劑；
對照組：通過將海藻酸鈉68％、卡拉膠22％和表面活性劑10％加入到混料器中進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌虾蟮玫降囊謮m劑，使用方法嚴(yán)格按照實施例2進(jìn)行。
試驗方法：將抑塵劑注入噴灑器后按1.5-2.0L/m2的用量均勻地噴灑于所選取的試驗煤樣表面，每隔一天測一次抑塵率，周期為21天，抑塵率＝(測試后樣品重量+抑塵劑重量)/(測試前樣品重量+抑塵劑重量)。
測定結(jié)果如表1所示：
表1 兩組抑塵劑抑塵效果測定情況
根據(jù)表格中記錄的數(shù)據(jù)得到：試驗組使用本發(fā)明抑塵劑的抑塵率在72h內(nèi)可保持在99％以上，抑塵率在21天還可保持在92％以上，而對照組采用的抑塵劑，抑塵率在21天時只保持在60.1％，對比可知，使用本發(fā)明抑塵劑的抑塵效果顯著，值得推廣應(yīng)用。
雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施方案對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進(jìn)，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。